منتديات العلم الذهبي

كل شي يرحب بك
كل شي يتبسم ويتوهج فرحا بقدومك
كل شي ينمق عبارات الترحيب
ويصوغ كلمات الحب لوجودك
كل شي ينتظر مشاركاتك
وقلمك الرائع وابداعاتك
كل شي يردد حياك الله ^_^


يتكون من عدة اقسام علمية
 
الرئيسيةالبوابةاليوميةس .و .جبحـثالأعضاءالمجموعاتالتسجيلدخول
نحن الان نقدم لكم منتدى علمى مفيد جدا و من يسجل يكون له حق المشاركة و منتدانا يجيب و يساعد الاعضاء فى الابحاث فمن يطلب بحث سوف يكون موجود خلال 24 ساعة و يقدم مساعدة للباحثين فى كل نواحى العلوم فقط اترك موضوع اكتب فيه ما تحتاجه و سوف تجده فى القسم الذى ينتمى اليه و يمكنكم مراسلتى على الايميل doctor_riham31@yahoo.com سوف أجيب على ما تحتاجونه مع خالص الاحترام . احبائي اعضاء المنتدى سوف اغيب عن المنتدى ولن ادخله كثيراً لظروف ابحاثي و دروسي و يا ريت تعتنوا بيه .
تم عمل تعديلات جديدة للمنتدي وتشمل ( اضافة أقسام جديدة - ستايل جديد ورائع للمنتدي - عمل شات احترافي للمنتدي اسفل الصفحة الرئيسية - تلوين اقسام المنتدي واضافة صورة لكل قسم ) ونرجو أن تلقي هذه التعديلات اعجابكم ويمكنكم ارسال مقترحاتكم حول تطوير المنتدي الينا لدعمنا ومساعدتنا في عرض المنتدي بأحسن صورة ولا تبخلوا علينا بها .. شكرا لكم .. الإدارة
عادة يتم تفعيل حسابات الأعضاء الغير مفعله خلال 48 ساعة كحد أقصي من خلال الادارة 48

شاطر | 
 

 فيزياء 2ث الفصل الثالث

استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي اذهب الى الأسفل 
كاتب الموضوعرسالة
rama taha
المدير العام
المدير العام
avatar

عدد المساهمات : 79
تاريخ التسجيل : 28/09/2012
العمر : 21

مُساهمةموضوع: فيزياء 2ث الفصل الثالث   الأربعاء فبراير 13, 2013 4:47 am




الضوء أحد صور الطاقة التى لا يستغنى عنها الانسان , فالشمس هى احد مصادر الطاقه الطبيعية ومعظم الطاقة الشمسية تنقسم إلى ضوء وحرارة , ولولا الطاقة الشمسية لما استطاعت النباتات أن تقوم بعملية البناء الضوئى وما كان الانسان يجد غذاؤه الذى يحصل عليه من النبات والحيوان الذى يتغذى على النبات .
الضوء له طبيعة موجية :-
لأنه يخضع لظواهر الانعكاس والانكسار والتداخل والحيود .
الطيف الكهرومغناطيسى
هو مدى واسع من الموجات الكهرومغناطيسيه المختلفة فى التردد والطول الموجى .
الموجات الكهرومغناطيسية:
هى موجات مستعرضة تتكون من مجالات كهربية ومجالات مغناطيسية مهتزة بتردد معين ومتفقة فى الطور ومتعامدة بعضها على بعض ومتعامده على اتجاه انتشارها .
أمثلة لموجات كهرومغناطيسية :
اشعة جاما – الاشعة السينية – الاشعة فوق البنفسجية – الضوء – الاشعة تحت الحمراء- الموجات الدقيقة – موجات الراديو
خواص الموجات الكهرومغناطيسية
1- تتحرك الموجات الكهرومغناطيسية بسرعه ثابتة فى لفراغm/s 3x108
2- أمواج مستعرضة .
3- قابلة للانعكاس والانكسار والحيود والتداخل .
4- تسير فى خطوط مستقيمة .
أوجه الاختلاف بين الموجات الكهرومغناطيسية :-
التردد والطول الموجى
.



متى ينتشر الضوء فى جميع الاتجاهات فى خطوط مستقيمة ؟
يحدث ذلك إذ لم يصادفه وسط عائق .

ماذا يحدث إذا صادف الضوء وسط عائق ؟
إذا صادف الضوء وسط عائق فإنه يعانى انعكاسا او انكسارا او امتصاصا بنسب مختلفة حسب طبيعة الوسط العائق
ماذا يحدث عند سقوط الضوءعلى سطح فاصل بين وسطين مختلفين فى الكثافة الضوئية ؟
ينعكس جزء والجزء الاخر ينكسر مع اهمال الجزء الممتص









نلاحظ من الشكل ان كل من الشعاع الضوئى الساقط والمنكسر والمنعكس والعمود المقام من نقطة السقوط على السطح الفاصل تقع جميعا فى مستوى واحد عمودى عل السطح الفاصل .
فى حاله الانعكاس : تكون زاوية السقوط = زاوية الانعكاس .
وفى حالة الانكسار: تكون النسبة بين جيب زاوية السقوط فى الوسط الاول الى جيب زاوية الانكسار فى الوسط الثانى كالنسبة بين سرعة الضوء فى الوسط الاول الى سرعة الضوء فى الوسط الثانى وهى نسبة ثابتة لهذين الوسطين ويطلق عليها معامل الانكسار النسبى من الوسط الاول الى الوسط الثانى ويرمز له بالرمز 1n2 .
= 1n2

معامل الانكسار النسبى من الوسط الاول الى الوسط الثانى
هو النسبة بين سرعة الضوء فى الوسط الاول الى سرعة الضوء فى الوسط الثانى
=1n2
1n2 =
أو النسبة بين جيب زاوية السقوط فى الوسط الاول الى جيب زاوية الانكسار فى الوسط الثانى
او النسبة بين معامل الانكسار المطلق للوسط الثانى الى معامل الانكسار المطلق للوسط الاول


ملاحظات :

1-تعد سرعة الضوء فى الفضاء من الثوابت الكونية وتساوى m/s 3x108
2-سرعة الضوء فى الفضاء او الفراغ اكبر من سرعته فى اى وسط مادى
اذا رمزنا لسرعة الضوء بالرمزC وهى السرعة فى الفراغ
3- سرعة الضوء فى المواد الغازية اكبر منها فى المواد السائلة اكبر منها فى المواد الصلبة .
4- الكثافة الضوئية لوسط هو قدرة الوسط على كسر الاشعة الضوئية عند نفاذها خلاله .
اذا رمزنا لسرعة الضوء بالرمزV وهى السرعة فى الوسط المادى فإن النسبة تسمى معامل الانكسار المطلق للوسط .
معامل الانكسار المطلق للوسط
= n هو النسبة بين سرعة الضوء فى الفضاء او الفراغ الى سرعته فى الوسط .
أو هو النسبة بين جيب زاوية السقوط فى الفضاء أو الفراغ الى جيب زاوية الانكسار فى الوسط
او هو مقلوب جيب الزاوية الحرجة للوسط وسنعرف هذا بعد ذلك

علل : معامل الانكسار المطلق للوسط اكبر من الواحد الصحيح؟

لأن سرعة الضوء فى او الفراغ أكبر من سرعته فى الوسط
C < v < 1 n <1
اى ان النسبة اكبر من الواحد الصحيح
معامل الانكسار المطلق للوسط n يكون اكبر من الواحد الصحيح.

علل : معامل الانكسار المطلق للوسط ليس له وحدة قياس
لانه نسبة بين كميتين لهما نفس وحدة القياس .

استنتاج قانون سنل :
n1= ------ 1
n2 = -------2
بقسمة 2على 1 :

ولكن

n1 sin = n2 sin


: حاصل ضرب معامل الانكسار المطلق لوسط السقوط فى جيب زاوية السقوط فيه يساوى حاصل ضرب معامل الانكسار المطلق لوسط الانكسار فى جيب زاوية الانكسار فيه .





هى تلك المصادر الضوئية التى تكون موجاتها متساوية فى التردد والسعة ولها نفس الطور .
الغرض من تجربة توماس ينج : -1- توضيح ظاهرة التداخل فى الضوء
الفكرة العلمية :- التداخل فى الضوء
2- تعيين الطول الموجى لأى ضوء أحادى اللون
















الخطوات
1- نضع مصدر ضوئى أحادى اللون يقع على بعد مناسب من حاجز به فتحة مستطيلة ضيقة S
ينفذ من الفتحة S امواج اسطوانية .
2- تسقط الامواج الاسطوانية على حاجز به فتحتان ضيقتان مستطيلتان S1,S2 تعملان كشق مزدوج
وتقعان على نفس صدر الموجة الاسطوانية . لذلك يكون للموجات التى تصلها نفس الطور
3- تعمل الفتحتان عمل المصادر الضوئية المترابطة .
ينتشر من الفتحتين موجات ضوئية متساوية فى التردد والسعة ولها نفس الطور .
ويظهر على الحائل مجموعة التداخل S1,S24- تتداخل الحركتان الموجيتان القادمتان من
وهى مناطق مستقيمة متوازية وهى عبارة عن مناطق مضيئئة تتخللها مناطق مظلمة تعرف باسم هدب التداخل .
- تتعين المسافة بين هدبتين متتاليتين من نفس النوع من العلاقة :- 5
الطول الموجى للضوء أحادى اللون
الشقين S1,S2 المسافة بين d
المسافة بين الحائل والحاجز ذو الشق المزدوج R
علل فى تجربة توماس ينج يجب استخدام مصدر ضوئى أحادى اللون
. قيمة واحدة ثابتة ج: حتى يكون للطول الموجى
علل : يزداد وضوح هدب التداخل كلما قلت المسافة بين الفتحتين المستطيلتين
لأن المسافة بين هدبتين متتاليتين من نفس النوع تتعين من العلاقة
فكلما قلت d زادت وازداد وضوح الهدب .
علل : عند نفاذ ضوء أحادى اللون من شق ضيق مزدوج تتكون هدب مضيئة وأخرى مظلمة على حائل أبيض على بعد مناسب
ج: سبب ذلك حدوث تداخل بين الحركتين الموجيتين المتساويتين فى التردد والسعة ولهما نفس الطور فتتكون هدب تداخل وهى هدب مضيئة عندما يكون التداخل بناء وفرق المسار = m ،
هدب مظلمة عندما يكون التداخل هدام وفرق المسار = .
علل:- الهدبة المركزية فى تجربة ينج مضيئة
ج: لأن فرق المسار بين الحركتين الموجيتين المتداخلتين عندها = صفر ويحدث عندها تداخل بناء .

علل:- يفضل استخدام ضوء احمر فى تجربة ينج
ج: لان له طول موجى كبير فتكون المسافة بين الهدب كبيرة فتكون الهدب واضحة ويمكن دراسة ظاهرة التداخل .

فائدة الشق المزدوج فى تجربة توماس يونج
يعمل عمل مصدرين مترابطين يبثان أمواج متساوية فى التردد والسعة ولهما نفس الطور

ملحوظة صدر الموجة هو ذلك السطح الذى تكون فيه جميع النقط متساوية فى التردد والسعة ولها نفس الطور




حيود الضوء: هو ظاهرة انحراف موجات الضوء عن مسارها فى خط مستقيم عندما تمر خلال فتحة ضيقة أو عند ملامستها لحافة صلبة فيؤدى ذلك إلى تراكب الموجات وتكوين هدب مضيئة وأخرى مظلمة .

س: ماذا يحدث إذا سقط ضوء أحادى اللون على فتحة دائرية ضيقة فى حاجزخلفه حائل
تتكون بقعة مضيئة دائرية على الحائل تسمى قرص إيرى , عند دراسة توزيع الاضاءة فى البقعة الدائرية وجد أنها تتكون من هدب مضيئة وأخرى مظلمة .





****تكوين الهدب السابقة يدل على أن الضوء عندما يمر من حواف الفتحة الضيقة أو حافة الجسم الصلب فإنه ينحرف عن مساره أى " يحيد " . ويحدث تراكب للموجات التى حادت فتتكون الهدب .
: متى يكون الحيود واضحا
ج : كلما قل اتساع الفتحة بالنسبة لطول الموجة الساقطة تتضح ظاهرة الحيود .

: علل حيود الصوت أوضح من حيود الضوء فى حياتنا اليومية
ج : لكبر الطول الموجى فى الصوت عن اتساع الفتحات فى منازلنا , أما الطول الموجى
للضوء فهو صغير جدا جدا بالنسبة لهذه الفتحات فلا تظهر ظاهرة الحيود فى الضوء الا بالتجربة العملية وتكون ابعاد الفتحة مقاربة للطول الموجى أو أقل منها .
: علل لا يوجد فرق جوهرى بين التداخل والحيود ج: لأن كل منهما ينشأ من تراكب أمواج .

: الفرق بين هدب التادخل وهدب الحيود
: هدب التداخل :-تنشأ من تداخل موجتان متساويتان فى التردد والسعة ولهما نفس الطور وجميع الهدب لها نفس الاتساع
: هدب الحيود:-تنشأ من تداخل عدد كبير من موجات المصادر الضوئيةو اتساع الهدب مختلف .
:س ماذا يحدث عند مرور الضوء بفتحة مستطيلةابعادها مقاربة للطول الموجى للضوء
يحدث حيود وتخرج الضوءعلى شكل هدب مستطيلة .
علل : الضوء حركة موجية
ج : للأسباب الآتية : -
• ينتشر فى خطوط مستقيمة.
• ينعكس وفقا لقانونى الانعكاس .
• ينكسر وفقا لقانونى الانكسار .
• يتداخل الضوء وينشأ عن التداخل تقوية فى شدة الضوء في بعض المواضع
(هدب مضيئه) وانعدام في شدة الضوء في بعض المواضع الاخرى (هدب مظلمه )
• يحيد الضوء عن مساره إذا اصطدم بعائق .
ملحوظة
هدب التداخل
مناطق مضيئة تتخللها مناطق مظلمة وتنتج عن تراكب حركتين موجيتين من مصدرين مترابطين
قرص إيرى
هو البقعة المضيئة الدائرية التى تتكون على الحائل عندما يمر الضوء بفتحة دائرية اتساعها يقارب الطول الموجى للضوء المستخدم
















***عندما ينتقل شعاع ضوئي من وسط اكبر كثافه ضوئيه كالماء او الزجاج الى وسط اقل كثافه ضوئيه كالهواء فان الشعاع المنكسر يبتعد عن العمود
ومع زيادة قيمة زاوية السقوط فى الوسط الاكبر كثافة ضوئية تزداد قيمة زاوية الانكسار فى الوسط الاقل كثافة ضوئية **** وعندما تبلغ زاوية السقوط فى الوسط الاكبر كثافة قيمه معينه عندها تبلغ زاوية الانكسار فى الوسط الاقل كثافة ضوئية اكبر قيمة لها وتساوي 90.
*******عند هذه الزاوية يخرج الشعاع المنكسر موازيا السطح الفاصل
*****وتسمى زاوية السقوط في هذه الحالة زاوية حرجة
الزاوية الحرجة
هى زاوية سقوط فى الوسط الاكبر كثافة ضوئية تقابلها زاوية انكسار فى الوسط الاقل كثافة ضوئية تساوى 90
ما معنى ان الزاوية الحرجة للزجاج بالنسبة للهواء 42
• معنى ذلك أن زاوية السقوط فى الوسط الاكبر كثافة ضوئية( الزجاج ) = 42 تقابلها زاوية انكسار فى الوسط الاقل كثافة ضوئية (الهواء ) تساوى 90 .



1-إذا انتقل الشعاع الضوئى عمودياً من الوسط الأول إلى الوسط الثانى
فإنه لا ينكسر لأن زاوية السقوط = صفر وبالتالى زاوية الانكسار = صفر
فيمر الشعاع على استقامته ولا ينكسر .

2- إذا سقط الشعاع الضوئى من الوسط الاكبر كثافة ضوئية إلى الوسط الاقل كثافة ضوئية وكانت زاوية السقوط أكبر من الزاوية الحرجة فإن الشعاع الضوئى لا ينفذ إلى الوسط الثانى الأقل كثافة ضوئية وإنما ينعكس انعكاساً كليا ًفى نفس الوسط .

3-إذا سقط الشعاع بزاوية سقوط أقل من الزاوية الحرجة فإن جزءاًً من الضوء ينفذ وينكسر والآخر ينعكس .
4- اكبر زاوية انكسار معروفة هى 90 درجة


العلاقة بين معامل الانكسار المطلق للوسط وجيب الزاوية الحرجة :-
بتطبيق قانون سنل
n1 sin = n2 sin 90
sin 90 = 1
n1 sin = n2

النسبة بين معامل الانكسار المطلق للوسط الاقل
sin = = كثافة إلى معامل الانكسار المطلق للوسط الاكبر كثافة = جيب الزاوية الحرجة .
بالرجوع إلى قانون سنل مرة اخرى = n2 sin 90 n1sin


عندما يكون الوسط الثانى هو الهواء فإن = 1 n2 , sin90 = 1
= 1 n1 sin

n =


معامل الانكسار المطلق للوسط الاكبر كثافة ضوئية = مقلوب جيب الزاوية الحرجة.

ملاحظات :-
حاصل ضرب معامل الانكسار المطلق للوسط الاكبر كثافة ضوئية xجيب الزاوية الحرجة = الواحد الصحيح إذا كان الوسط الأقل كثافة ضوئية هو الهواء .
n n



علاقة عكسية
الميل = 1

بعض تطبيقات الانعكاس الكلى

اولا :- الالياف الضوئية (البصرية )
الليفة الضوئية هى انبوبة رفيعة من مادة شفافة مرنة لها معامل انكسار كبير قابلة للانثناء على اى هيئة اذا دخل الضوء من احد طرفيها فإنه يعانى انعكاسات كلية متتالية من جدار الى جدار حتى يخرج من الطرف الاخرلليفة
والسبب في ذلك هو ان الشعاع يسقط على اى جدار من الداخل
بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة


كيف تعمل الليفة الضوئية
اذا كان لدينا انبوبة مجوفة ونظرنا من احد طرفيها لنرى جسما مضيئا فى الطرف الاخر فانه يمكن رؤيته
اما إذا حدث انثناء للانبوبة المجوفة فلا يمكن رؤية الجسم المضئ
وفي هذه الحالة كيف يمكن رؤيته؟
يمكن رؤيته اذا وضعنا مرايا عاكسة عند مواضع مسار الشعاع الضوئى يمكن رؤية الجسم المضئ
وبالمثل يمكن استخدام الالياف الضوئية عند سقوط الشعاع الضوئى على الجدار الداخلى بزاوية سقوط اكبر من الزاوية الحرجة فإنه ينعكس كليا من جدار الى جدار الي ان يخرج من الطرف الاخر بكامل طاقته رغم انثناء هذه الالياف .

- فيما تستخدم الليفة الضوئية تستخدم الليفة الضوئية فى نقل الضوء الى الاماكن التى يصعب الوصول اليها
• تستخدم الليفة الضوئية مع اشعة الليزر في الفحوص الطبية
( كما فى المناظير الطبية )
• كما تستخدم فى اجراء العمليات الجراحية باستخدام شعاع الليزر
• تستخدم الليفة الضوئية مع اشعة الليزرفى الاتصالات الكهربية حيث يتم تحميل الضوء بملايين من الإشارات الكهربية فى كابل من الالياف الضوئية .

س – الشكل الذي امامك يوضح ليفة ضوئية زجاجية مغطاة بطبقة خارجية من نوع من الزجاج معامل انكساره أقل من معامل انكسار زجاج القلب فإذا كانت هذه الليفة يمر بها شعاع ضوئى

• اشرح لماذا لم يتغير اتجاه الشعاع الضوئى عند كل من s,p.
• اشرح لماذا حدث للشعاع الضوئى انعكاس كلى عند .Q, R
• لماذا تفضل الليفة الضوئية المكونة من طبقتين كما بالرسم من تلك التى تتكون من طبقة واحدة
الجواب
لم يتغير اتجاه الشعاع الضوئى عند كل من s,p. لانه ساقط عموديا على كل منهما
وحدث للشعاع الضوئى انعكاس كلى عند .Q, R بسبب سقوطه بزاوية اكبر من الزاوية
الحرجة
• تفضل الليفة الضوئية المكونة من طبقتين من تلك التى تتكون من طبقة واحدة
حتى تقوم الطبقة الثانية بعكس اي ضوء يتسرب من الطبقة الاولى الداخلية انعكاسا كليا للداخل مرة اخرى وبالتالى يحتفظ الضوء المنقول بالليفة الضوئية بكامل شدته الضوئية .

ثانيا المنشور العاكس
هو منشور ثلاثى من الزجاج زوياه (90 - 45- 45) منشور ثلاثى قائم الزاوية متساوى الساقين
ونظرا لان الزاوية الحرجة بين الزجاج( معامل الانكسار المطلق له (1.5 والهواء حوالى 42فإن
المنشور العاكس يستخدم فى تغيير مسار حزمة ضوئية بمقدار 90º او 180º

ما هو الاساس العلمى للمنشور العاكس ؟
الإنعكاس الكلى للضوء
عندماتسقط الأشعة على أى وجه من الداخل فإن الأشعة تسقط عليه بزاوية أكبر من الزاوية الحرجة فتنعكس الأشعة إنعكاسا كليا

فيما يستخدم المنشور العاكس ؟
1- يستخدم فى تغيير مسار حزمة ضوئية بمقدار º90 او 180º
2- يستخدم فى بعض الالات البصرية مثل البيروسكوب
الذى يستخدم فى الغواصات البحرية
3- يستخدم المنشور العاكس فى مناظير الميدان
كيفية تغيير مسار الضوء بمقدار 90º












كيفية تغيير مسار الضوء بمقدارº 180







علل يفضل المنشور العاكس عن المراة المستوية او السطح المعدنى العاكس فى الالات البصرية ؟
1- لان المنشور العاكس يعكس الضوءانعكاسا كليا بكفاءة تصل الى 100% ولا يوجد السطح العاكس الذى تصل كفائته الى مثل هذه النسبه
2- يتعرض السطح العاكس المعدنى او المراة المستوية الى ما يفقد لمعانه او بريقه ولا يحدث مثل ذلك فى المنشور العاكس
علل يغطى الوجه الذى يدخل او يخرج منه الضوء فى المنشور الثلاثى بغشاء رقيق غير عاكس (معامل انكساره اقل من معامل انكسار الزجاج )مثل الكريوليت
(فلوريد الومنيوم وفلوريد ماغنسيوم )؟
ج – للتغلب على جزء الضوء المفقود أثناء دخوله أو خروجه من المنشور .

ما هى شروط المنشور العاكس ؟
1- أن يكون المنشور قائم الزاوية وضلعا القائمة متساويان فى الطول
2- أن تكون الزاوية الحرجة بين الزجاج والهواء = 42º



هو ظاهرة طبيعية تحدث وقت الظهيرة فى فصل الصيف
فى الايام شديدة الحرارة فى الصحارى حيث ترى الاجسام البعيدة
كما لو كانت منعكسة على سطح ماء
أو تبدو الطرق كما لو كانت مغطاة بالماء
تفسير ظاهرة السراب الصحراوى
1- في الايام شديدة الحرارة ترتفع درجة حرارة الطبقات الهوائية الملاصقة لسطح الارض فتقل كثافتها عن كثافة الطبقات التى تعلوها
2- يترتب على ذلك ان تكون معاملات انكسار طبقات الهواء العليا اكبر من تلك التى تحتها .
3- اذا تتبعنا شعاعا ضوئيا صادرا من قمة نخلة مثلا فإن هذا الشعاع عندانتقاله من الطبقة العليا الى الطبقة التى تقع تحتها ينكسر مبتعدا عن العمود
4- وعند انتقاله من هذه الطبقة إلى الطبقة التى تليها يزداد انحرافه ....وهكذا يزداد انحراف الشعاع أثناء انتقاله خلال طبقات الهواء المتتالية متخذاً مساراً منحنياً.
5- عندما تصبح زاوية السقوط فى إحدى الطبقات أكبر من الزاوية الحرجة بالنسبة للطبقة التى تحتها فإن الشعاع الضوئى ينعكس انعكاسا كليا متخذاً مسارا منحنيا الى اعلى حتى يصل الى العين .
6- ترى العين صورة قمة النخلة على امتداد الشعاع الذى يصلها وهذا يفسر رؤية صورتها مقلوبة فيظن المشاهد أنها ماء .
علل عند وضع مصدر ضوئى أزرق اللون فى مركز مكعب مصمت من الزجاج يواجه كل وجه من أوجهه الجانبية حائل أبيض ظهرت بقعة مضيئة دائرية على كل حائل وعند استبدال مصدر الضوء الازرق بآخر أحمر اللون تغير شكل البقعة المضيئة على الحائل من الشكل الدائرى الى الشكل المربع ؟
ج: يتناسب معامل انكسار المادة للضوء عكسيا مع الطول الموجى للضوء الساقط وطبقا للعلاقة فإن قيمة الزاوية الحرجة للضوء تتناسب طردياً مع الطول الموجى له ، ففى حالة الضوء الازرق ذو الطول الموجى الاقل تكون الزاوية الحرجة صغيرة فلا يستطيع الضوء ان يصل الى الاحرف الجانبية للمكعب حيث يحدث له انعكاسا كليا للداخل ويظهر الضوء النافذ كبقعة دائرية مضيئه فى كل وجه .
أما فى حالة الضوء الاحمر ذو الطول الموجى الاكبر تكون الزاوية الحرجة كبيرة فيستطيع الضوء ان يصل الى جوانب المكعب وينفذ منها ولا ينعكس انعكاسا كلياً فيظهر الضوء النافذ من كل وجه كبقعة مربعة مضيئة



الشعاعab ينتقل من الهواء إلى الزجاج وبسبب تغير سرعة الضوء فى الوسطين فإنه ينكسر متخذاىً المسارbc ليسقط على الوجه المقابل وينكسر مرة أخرى فى الهواء متخذا المسار cd .



يتبين من هذا الشكل ان :
الشعاع الضوئى فى المنشور ينكسر مرتين ونتيجة لذلك
ينحرف الشعاع عن مساره بزاوية معينة هى زاوية الانحراف

عرف زاوية الانحراف ؟
هى الزاوية الحادة المحصورة بين امتدادي كل من
الشعاعين الساقط والخارج فى المنشور الثلاثى . حيث
هى زاوية السقوط عند الوجه الأول
هى زاوية الانكسار عند الوجه الاول .
هى زاوية السقوط الثانية
هى زاوية الانكسار عند الوجه الثانى( زاوية الخروج من المنشور)

استنتاج قوانين المنشور رياضياً
الشكلxbec رباعى دائرى -------1 º 180=A + e
+ + e = 180 º--------2 180º مجموع زوايا المثلث الداخلة =
A + e = + + e
بحذف e من الطرفين نجد ان :
A= +
1+ = 1 = -
2+ = 2 = -
الزاوية خارجة عن المثلث Qbc
= مجموع الزاويتين الداخلتين عدا المجاورة لها .
= 1+2 = - + -
- - + =
( + ) - + =
A - + = زاوية الانحراف
زاوية الانحراف تتوقف على زاوية السقوط .







*تعيين مسار شعاع ضوئى خلال منشور زجاجى واستنتاج قوانين المنشور*

الادوات المطلوبة : منشور من الزجاج زاوية رأسه 60 ، دبابيس , منقلة ، مسطرة

الخطوات :-
1-ضع المنشورعلى ورقة بيضاءحدد قاعدته المثلثة
ثم أبعد المنشوروارسم خطاً (ab) مائلا على احد وجهى
المنشوروهذا الخط يمثل شعاعاً ساقطاً بزاوية سقوط معينة.
2-ضع المنشور فى موضعه ثم انظر فى الجانب المقابل
وحدد موضع الشعاع الخارج (cd)فى محاذاة حافة المسطرة
نجد ان هذا الخط يقع على امتداد صورة الخط الاول
3-ارفع المنشور ثم صل bc فيكون مسار الشعاع الضوئى
هو abcd من الهواء الى الزجاج الى الهواء ثانية .
4-مد الشعاع الخارج cd على استقامته حتى يقابل امتداد الشعاع الساقط ab فتكون الزاوية المحصورة بينهما هى زاوية الانحراف هى زاوية الانحراف ( ) .
5-قس كل من زاوية السقوط وزاويةالانكسار وزاوية السقوط الداخلية وزاوية الخروج وزاوية الانحراف .
6-كرر العمل السابق عدة مرات بتغيير زاوية السقوط وضع النتائج فى جدول .

زاوية رأس المنشور زاوية السقوط
زاويةالانكسار
زاوية السقوط الداخلية
زاوية الخروج
زاوية الانحراف



من النتائج المدونة بالجدول نجد ان : + A=
= + - A
القوانين التى تم استنتاجها نظريا تتفق مع النتائج المقاسة عمليا

العلاقة بين زاوية الانحراف وزاوية السقوط المنشور ثلاثى

*عند تغييرزاويةالسقوط عدة مرات وتعيين زاويةالانحراف المقابلة فى كل حالة
*وعند رسم العلاقة البيانية بينهما نحصل على المنحنى الاتى



زاوية
الإنحراف



النهاية الصغرى للإنحراف



خصائص وضع النهاية الصغرى للانحراف :-
1- زاوية السقوط الأولى = زاوية الخروج
2- زاوية الانكسار الاولى = زاوية السقوط الثانية
3- يحسب معامل الانكسار فى هذه الحالة من العلاقة :-



ملحوظة :- اذا كانت هناك زاوية انحراف لها زاويتى سقوط فان
زاوية السقوط التى يحدث عندها زاوية الانحراف = مجموع زاويتى السقوط ÷ 2



استنتاج قيمة معامل انكسارمادة المنشور عند وضع النهاية الصغرى للانحراف
= =
= =
A= + A= 2 =
A - + = 5
- A = 2
= 2= + A

معامل انكسارمادة المنشور عند وضع النهاية الصغرى للانحراف




فسر سبب تفريق الضوء بواسطة المنشور الثلاثى ؟


يتعين معامل انكسار مادة المنشور
وهو فى وضع النهاية الصغرى للانحراف من العلاقة

زاوية راس المنشور( A ) ثابتة
اى تغيير فى فى قيمة n يتبعه تغيير فى قيمة
بزيادة معامل الانكسار n تزداد قيمة النهاية الصغرى للانحراف والعكس صحيح
ونظرا لان معامل الانكسار n يتوقف على الطول الموجى ( عكسى)
فإن زاوية النهاية الصغرى للانحراف تتوقف بدورها على
لذلك اذا سقطت حزمة ضوئية بيضاء على منشور ثلاثى مهيأ فى وضع النهاية الصغرى للانحراف فان الضوء الخارج من المشورالثلاثى يتفرق الى الوان الطيف المعروفة
*أشعة الضوء البنفسجى تكون اكثر الاشعة انحرافا لكبر معامل انكسار مادة المنشور لها وقصر الطول الموجى لها
*أشعة الضوء الاحمر تكون اقل الاشعة انحرافا لصغر معامل انكسار مادة المنشور لها وكبر الطول الموجى لها
والوان الطيف المرئى التى يتفرق اليها الضوء هى :-(من الراس الى القاعدة)
الاحمر – البرتقالى – الاصفر - الاخضر – الازرق – النيلى - البنفسجى .

علل:- الضوء الخارج من المشورالثلاثى يتفرق الى الوان الطيف المعروفة
لاختلاف معا ملات انكسارها تبعا لاختلاف اطوالها الموجية فيصبح لكل لون زاوية انحراف خاصة به



هو منشور ثلاثى من الزجاج زاوية راسه لاتتعدى10º درجات ويكون دائما فى وضع النهاية الصغرى للانحراف

استنتاج معامل انكسار مادة المنشور تتعين من العلاقة



ونظرا لان و زوايا صغيرة



يكون جيب الزاوية بالتقدير الستينى مساويا لقيمة الزاوية بالتقدير الدائرى


وعلى ذلك يكو ن = sin

= sin

n=


n =





س: ماهى العوامل التى تتوقف عليهازاوية النهاية الصغرى للانحراف ؟
ج: العوامل هى :- 1- زاوية رأس المنشور . 2- معامل انكسار مادة المنشور
1



عند سقوط ضوء ابيض على منشور ثلاثى يتفرق هذا الضوء الى الوان الطيف المعروفة بسبب اختلاف معاملات انكسارها تبعاً لاختلاف اطوالها الموجية .
زاوية انحراف اللون الاحمر فى المنشور الرقيق :
زاوية انحراف اللون الازرق فى المنشور الرقيق :
بالطرح :

يمثل الطرف الايسر الانفراج الزاوى للشعاعين الازرق والاحمر .
زاوية انحراف اللون الاصفر .
بقسمة الانفراج الزاوى على انحراف اللون الاصفر :
المقدار السابق يسمى" قوة التفريق اللونى" والتى لا تتوقف على زاوية رأس االمنشور
.


ny =
معامل الانكسار المتوسط
هومعامل انكسار مادة المنشور للون الاصفر
الانفراج الزاوى بين شعاعين
هو الزاوية المحصورة بين الشعاعين بعد خروجهما من المنشور ( يساوى زاوية انحراف الاول – زاوية انحراف الثانى ) .
قوة التفريق اللونى
هى النسبة بين الانفراج الزاوى بين الشعاعين الازرق والاحمر الى زاوية انحراف الضوء الاصفر (الانحراف المتوسط) .



1-يتألق الماس بشدة اكبر جدا عن الزجاج
لأن معامل الانكسار المطلق للماس كبير (2.4) فتكون الزاوية الحرجة بينه وبين الهواء صغيرة º24 لذا فإن الاشعة التى تسقط عليه تعانى عدة انعكاسات كلية متتالية على الأسطح الداخلية له مما يسبب تألقه .
بينما معامل الانكسار المطلق للزجاج 1.5 فتكون الزاوية الحرجة بينه وبين الهواء كبيرة 542 فلا يحدث داخله انعكاسات كلية كثيرة فلا يتألق . ( ( )

2-من السهل رؤية صورتك المنعكسة على زجاج نافذة حجرة مضيئة ليلاً (عندما يكون خارج الحجرة ظلام )، بينما يصعب ذلك نهارا عندما يكون خارج الحجرة مضاءً .
ج: عندما يسقط الضوء على زجاج النافذة فإن جزء منه ينعكس وجزء آخر ينكسر وعندما يكون خارج الحجرة ظلام فإن شدة الضوء الذى ينفذ من الخارج الى الداخل تكون صغيرة جدا او منعدمة تقريبا ولذا يرى الشخص صورته بفعل الجزء القليل المنعكس على الزجاج. أما عندما يكون خاج الحجرة مضيئا فإن ما ينفذ من الضوء خلال الزجاج يكون اكبر من الجزء المنعكس فيصعب رؤية الصورة .

3-- معامل الإنكسار المطلق لأى وسط أكبر دائما من الواحد الصحيح
- لأن معامل الإنكسار المطلق لوسط هو النسبة بين سرعة الضوء فى الهواء أو الفراغ إلى سرعته فى هذا الوسط وسرعة الضوء فى الهواء أو الفراغ أكبر من سرعة الضوء فى أى وسط أخر n=-c/v

4-- معامل الإنكسار النسبى بين وسطين يمكن أن يكون اقل من الواحد الصحيح
- إذا كان معامل الإنكسار المطلق للوسط الثانى أقل من معامل الإنكسار المطلق للوسط الأول فإن معامل الإنكسار النسبى من الوسط الأول للثانى يكون أقل من الواحد الصحيح ويحدث ذلك عند إنتقال الشعاع الضوئى من وسط اكبر كثافة إلى وسط أقل كثافة ضوئية
5-- فى تجربة ينج يستخدم شقين ضيقيين وبينهما مسافة صغيرة
- لكى يعمل الشقان كمصادر ضوئية مترابطة فيكون لموجاتها نفس التردد والسعة حيث يقع الشقين على صدر موجة واحدة
6-- حدوث هدب مضيئة ومظلمة فى تجربة الشق المزدوج
- بسبب تراكب حركتين موجيتين متساويتين فى التردد والسعة فإذا حدث تداخل بنائى تكونت الهدب المضيئة وإذا حدث التداخل الهدمى تظهر مناطق مظلمة
7-- تكون الهدبة المركزية فى تجربة ينج هدبة مضيئة
- لأنها تنتج من تداخل بناء وفرق المسير بين الموجتين = صفر
8-- كلما قلت المسافة بين الشقين فى تجربة الشق المزدوج زاد وضوح هدب التداخل
- لأن المسافة بين هدبتين متتاليتين مضيئتين أومظلمتين y تتناسب عكسيا مع المسافة بين الشقين d
9-- يحلل المنشور الثلاثى الضوء الأبيض إلى الوانه السبعة المكونة له
- لأن الضوء الأبيض مركب من عدة ألوان وكل لون له زاوية إنحراف تختلف عن زوايا إنحراف باقى الألوان حيث تتوقف على معامل إنكسار كل لون تبعا لتردد اللون أو الطول الموجى له
10- زاوية إنحراف اللون البنفسجى اكبر من زاوية إنحراف اللون الأحمر
- لأن الإنحراف فى المنشور يعتمد على معامل الإنكسار وزاوية الراس ومعامل إنكسار اللون البنفسجى أكبر لأن طوله الموجى أقل من الأحمر
11- تستخدم الليفة الضوئية فى نقل الضوء
- لأنها مصممة بحيث عندما يدخل الضوء من أحد طرفى الليفة تكون زاوية السقوط على أى جزء من الجدار أكبر من الزاوية الحرجة فينعكس كليا من جدار لأخر حتى يخرج من الطرف الأخر

12- يفضل المنشور العاكس عن السطح المعدنى العاكس أو المرأة المستوية
- لأن المنشور العاكس لايسبب فقد جزء من الضوء الساقط عليه لأنه يحدث إنعكاسا كليا للأشعة بينما المرأة تمتص جزء من الضوء
كما أن المنشور العاكس لايتلف بكثرة الإستخدام

25- يغطى أوجه المنشور العاكس التى يدخل ويخرج منها الضوء بغشاء من الكريوليت
- لأن الكريوليت معامل إنكساره أقل من معامل إنكسار الزجاج وبذلك يتجنب فقد جزء أو نسبة من شدة الضوء عند دخوله أو خروجه من المنشور وذلك نتيجة تداخل الأشعة المنعكسة عند سطحى هذا الغشاء تداخلا هداما

26- عند وضع مصدر ضوئى لونه احمر عند مركز مكعب زجاجى فان الضوء الذى ينفذ من المكعب يكون على شكل مربع
لان الطول الموجى للون الاحمر كبير فيكون معامل انكساره صغير وبالتالى تكون الزاوية الحرجة له كبيرة وبالتالى تسقط الاشعة الضوئية بزاوية اقل من الزاوية الحرجة وتستطيع ان تصل الى الاحرف وتخرج على شكل وجه المكعب وهو مربع
27- عند وضع مصدر ضوئى لونهازرق عند مركز مكعب زجاجى فان الضوء الذى ينفذ من المكعب يكون على شكل بقعة دائرية
لان الطول الموجى للون الازرق صغير فيكون معامل انكسارهكبير وبالتالى تكون الزاوية الحرجة له صغيرة وبالتالى تسقط الاشعة الضوئية بزاوية اكبرمن الزاوية الحرجة فيحدث لها انعكاس كلى ولا تستطيع ان تصل الى الاحرف وتخرج على شكل بقعة مضيئة



1- معامل الإنكسار المطلق للزجاج = 1.5
- أن النسبة بين سرعة الضوء فى الهواء وسرعة الضوء فى الزجاج 1.5

2- معامل الإنكسار النسبي بين الزجاج والماء 0.8
أن النسبة بين سرعة الضوء فى الزجاج إلى سرعته فى الماء هى 0.8
أن النسبة بين جيب زاوية السقوط فى الزجاج إلى جيب زاوية الانكسار فى الماء هى 0.8
أن النسبة بين معامل الانكسار المطلق للماء إلى جيب زاوية الانكسار فى الزجاج هى 0.8

3- الزاوية الحرجة للزجاج مع الهواء 420
- أن زاوية سقوط مقدار ها 42 فى الزجاج تقابلها زاوية إنكسار فى الهواء مقدارها 900

4- زاوية رأس منشور 600
- أن الزاوية المحصورة بين وجهى المنشور الذى ينفذ خلالها الضوء = 600

5- زاوية الإنحراف فى منشور ثلاثى 500
- أن الزاوية الحادة المحصورة بين إمتدادى الشعاعين الساقط والخارج فى المنشور 500

6- زاوية النهاية الصغرى لإنحراف الضوء فى منشور ثلاثى = 300
- أن أصغر زاوية تكون محصورة بين إمتدادى الشعاعين الساقط والخارج من المنشور تساوى 300 وعندها تكون زاوية السقوط = زاوية الخروج ويقال أن المنشور فى هذه الحالة فى وضع النهاية الصغرى للإنحراف

7- الإنفراح الزاوى بين الشعاعين الأزرق والأحمر = 2
- أن الزاوية المحصورة بين الشعاعين الأزرق والأحمر عند خروجهما من المنشور تساوى 20
8- قوة التفريق اللونى لمنشور رقيق =0.06
- أن النسبة بين الإنفراج الزاوى بين الشعاعين الأزرق والأحمر والإنحراف المتوسط تساوى 0.06
9- معامل الإنكسار المتوسط لمنشور رقيق 1.6
-أن معامل إنكسار المنشور للضوء الأصفر = 1.6
9- الانحراف المتوسط لمنشور 90
اى ان زاوية انحراف اللون الاصفر = 90
مقارنة بين المنشور العادى والمنشور الرقيق
المنشور العادى المنشور الرقيق
زاوية رأسه أكبر من º10 زاوية رأسه أقل من 10

= n
يتعين معامل الانكسار من العلاقة

A - + =


له وضع واحد للنهاية الصغرى للانحراف وعندها يكون
دائما فى وضع النهاية الصغرى للانحراف
مقارنة بين الصوت والضوء
الصوت الضوء
له طبيعة موجية فقط له طبيعة موجية وجسيمية
موجاته ميكانيكية موجاته كهرومغناطيسية
موجات طولية موجات مستعرضة
لا تنتقل موجاته فى الفراغ ينتقل خلال الفراغ وخلال الاوساط المادية الشفافة
سرعته فى الهواء340m/s تقريبا سرعته فى الهواء3x108m/s
سرعته فى الفراغ صفر سرعته فى الفراغ3x108m/s


1. لإيجاد معامل الانكسار النسبى = = 2n1
2. معامل الانكسار المطلق n =
3. لايجاد سرعة الضوء فى الوسط بمعلومية n و C استخدم العلاقة n =
4. لإيجاد الزاوية الحرجة لوسط بالنسبة للهواء او إيجاد n n =
5. لإيجاد الزاوية الحرجة بين وسطين استخدم قانون سنلc = n2 sin 90 n1. Sinاكبر كثافة ضوئية

6. اذا سقط الشعاع بزاوية تساوى الزاوية الحرجة فإنه ينفذ ويمس السطح الفاصل

7. اذا سقط الشعاع بزاوية اكبر من الزاوية الحرجة فإنه ينعكس انعكاسا كليا

8. اذا سقط شعاع بزاوية اقل من الزاوية الحرجة فانه ينفذ وينعكس مبتعدا من العمود
9. لايجاد المسافة بين هدبتين متتاليتين مضيئتين او مظلمتين
10. لإيجاد زاوية رأس المنشور + A =
11. لإيجاد زاوية الانحراف - A + =
12. لإيجاد زاوية السقوط بمعلومية و n n =
13. لإيجاد زاوية الخروج من المنشور بمعلومية n , n =
14. عندما يكون الشعاع ساقط عمودي على وجه المنشور
= =0 A = + A =

15. عندما يخرج الشعاع من وجه المنشور عمودي A= + A = 0 = =
16. عندما يخرج الشعاع من المنشور مماسا للوجه , تكون حرجة .
ويمكن ايجاد معامل انكسار مادة المنشور من العلاقة = n

17. عندما يكون المنشور فى وضع النهاية الصغرى للانحراف يكون

= =
= A = 2
= =
A - 2 =

18. يتعين معا مل انكسار مادة المنشورفى وضع النهاية الصغرى للانحراف من العلاقة


19- عندما يكون المنشور متساوي الأضلاع تكون زاوية رأسه 60º
20 – زاوية انحراف ا لمنشور الرقيق
21- زاوية النهاية الصغرى للانحراف بالنسبة للون الأزرق
22- زاوية النهاية الصغرىللإ نحراف بالنسبة للون الأحمر فى المنشور
23- الانفراج الزاوي للشعاعين الأحمر والأزرق يتعين من إحدى العلاقتين الآتيتين


24- لإيجاد زاوية انحراف الضوء الأصفر ( الانحراف المتوسط ) y( )
نوجد معامل انكسار الضوء الأصفر ( معامل الانكسار المتوسط )
ny =
ثم أوجد
25- لإيجاد قوة التفريق اللونى

قوة التفريق اللونى =





26- عندما يوضع المنشور فى سائل (منشور عادى او رقيق )
فنحسب معامل الانكسار النسبى من السائل الى الزجاج ثم نعوض فى قانون معامل الانكسار المناسب


الرجوع الى أعلى الصفحة اذهب الى الأسفل
معاينة صفحة البيانات الشخصي للعضو
 
فيزياء 2ث الفصل الثالث
استعرض الموضوع السابق استعرض الموضوع التالي الرجوع الى أعلى الصفحة 
صفحة 1 من اصل 1

صلاحيات هذا المنتدى:لاتستطيع الرد على المواضيع في هذا المنتدى
منتديات العلم الذهبي :: عالم العلوم :: الفيزياء-
انتقل الى: